Опоры воздушных линий

2.3. Опоры воздушных линий

Опоры поддерживают провода ВЛ на определенной высоте над землей, водой или каким-либо техническим сооружением, обеспечивая требуемый габарит.

По числу цепей опоры, как правило бывают одно- и двухцепные.

Конструкция опоры во многом определяется расположением на ней проводов.

На одноцепных опорах напряжением 330 кВ и выше чаще применяют горизонтальное расположение проводов (рис.2.1,б), что позволяет уменьшить высоту опоры и исключает схлестывание проводов при сбрасывании гололеда. На одноцепных линиях напряжением до 330 кВ, как правило, провода располагают треугольником (рис.2.1,а).

На двухцепных линиях иногда применяют расположение проводов обратной елкой (рис.2.1,в), что удобно по условиям монтажа, но увеличивает массу опор, так как требует подвески двух грозозащитных тросов. Чаще провода на них располагают шестиугольником (рис.2.1,г).

По назначению они делятся на анкерные, угловые, промежуточные и специальные.

Промежуточные опоры (рис.2.2; 2.3,а; 2.4,а; 2.5,а, в, г) наиболее простые и служат для поддержания проводов на прямых участках ВЛ. В нормальном режиме они не испытывают усилий вдоль линии и провода к ним крепятся через поддерживающие гирлянды изоляторов или в линиях 6-10 кВ через штыревые изоляторы.

Анкерные опоры (рис. 2.4,в,г,д) предназначены для жесткого закрепления проводов в особо ответственных точках ВЛ: на концах линий и прямых участков, на пересечении особо важных инженерных сооружений (железных дорог, автострад). В наиболее тяжелых режимах работают концевые анкерные опоры, воспринимая одностороннее тяжение проводов. На такое же одностороннее тяжение рассчитываются и анкерные опоры, устанавливаемые на прямых участках, которое может возникнуть при обрыве части проводов в примыкающем к опоре пролете. Опоры данного типа обычно выполняются в виде пространственных форм, поэтому они значительно сложнее и дороже промежуточных.

Угловые опоры устанавливают в точках, где линия делает поворот. Они могут быть анкерного (рис.2.3,б; 2.4,б) и промежуточного (рис.2.5,б) типа. При углах поворота до 20° на ВЛ применяются промежуточные опоры, а при больших углах - анкерные угловые. На угловые опоры действуют нагрузки от поперечных составляющих тяжения проводов, поэтому они сложнее промежуточных.

Специальные опоры бывают следующих типов: переходные (рис.2.4,е) - для больших пролетов при пересечении рек, ущелий; ответвительные - для выполнения ответвлений от основной линии; транспозиционные (рис.2.4,ж) - для изменения порядка расположения проводов на опоре.

В зависимости от материала опоры ВЛ делят на железобетонные, металлические и деревянные.

Железобетонные опоры сейчас являются самыми распространенными. Они применяются в ВЛ напряжением до 750 кВ, что обеспечивается оптимальным совмещением в них хороших свойств бетона и стали. При растяжении стальная арматура воспринимает основные усилия, приложенные к опоре, так как бетон на растяжение работает плохо. Бетон надежно защищает стальную арматуру от коррозии.

Основным элементом  железобетонной опоры является стойка. По способу изготовления они бывают центрифугированные и вибрированные.

По конструктивному исполнению железобетонные опоры делятся на одностоечные свободностоящие (рис.2.2, а-д) и на оттяжках (рис.2.3,б), портальные свободностоящие (рис.2.2,е) и на оттяжках (рис.2.3,а). Промежуточные опоры напряжением до 220 кВ выполняются одностоечными свободностоящими с закрепленными на них металлическими траверсами. На ВЛ 330 кВ в качестве промежуточных применяют портальные свободно- стоящие опоры и на оттяжках с металлической траверсой.

Металлические опоры имеют ряд преимуществ перед опорами из других материалов, которые и определяют их область применения. К достоинствам металлических опор можно отнести следующие: высокая механическая прочность; возможность изготовления практически любой высоты; относительно малая масса; простота заводского изготовления и технологичность сборки на трассе. Однако не лишены они и недостатков: относительно высокая стоимость и металлоемкость; необходимость периодической окраски при эксплуатации.

Основными конструктивными элементами металлических опор являются стойки, траверсы, тросостойки, а для опор с оттяжками еще тросовые или изготовленные из круглой стали оттяжки..

Стойка воспринимает всю внешнюю механическую нагрузку и представляет решетчатую пространственную конструкцию, причем размеры ее, как правило, уменьшаются к верху.

По конструктивному исполнению различают опоры одностоечные свободностоящие (рис.2.4, а, б, г, д, е) и на оттяжках (рис.2.5,а) и портальные свободностоящие (рис.2.4, в, ж) и на оттяжках (рис.2.5, б, в, г).

Одностоечные опоры разделяются на узко- и широкообразные.

Деревянные опоры применяются благодаря богатству лесные ресурсов некоторых регионов СНГ, простоте изготовления и низкой стоимости. По сравнению с железобетонными они выдерживают более высокие гололедные и ветровые нагрузки. Изоляционные свойства деревянных опор позволяют снизить число изоляторов и отказаться от грозозащитных тросов. Однако по сравнению с опорами из  других материалов они менее долговечны.

Данные опоры изготавливают в основном из сосны и лиственницы. Для защиты от гниения их обрабатывают антисептиками - веществами, которые отравляют древесину и делают ее непригодной для питания грибков и дереворазрушающих микроорганизмов. В настоящее время наиболее эффективной считается  пропитка медно-хромо-мышьяковыми составами. Она не вымывается осадками, экологически чистая, без запаха, безопасна для животных и людей. Опыт эксплуатации показывает, что срок службы таких опор может составлять до 40-50 лет.

Наиболее подвержена гниению подземная часть опоры. Поэтому деревянную опору иногда изготавливают в виде стойки и железобетонной или деревянной приставки, соединенных бандажами из отожженной стальной проволоки. Это позволяет при необходимости менять приставку, находящуюся в земле.

Деревянные опоры разработаны на напряжение до 220 кВ и некоторые их типы представлены на рис. 2.6. В настоящее время их область применения, как правило, ограничивается распределительными сетями 10 кВ. В анкерных, угловых и концевых опорах вместо подкосов рекомендуется применять металлические оттяжки.